Транзисторный стабилизатор постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники, 1средств связи, измерительной техники.

Известен стабилизатор постоянного напряжения, содержащий рёзистивный датчик, включенный последовательно с входной токовой цепью регулирующего транзистора, параллельно которому подключен через резистор излучатель света оптрона,фотоприемник которого одним :вьш6дом подключен к входной цепи стабилизатора а другим через резистивный дели- . тель совместно с эмиттером транзистора защиты к общей шине стабилизатора, причем база транзистора защиты подключена к средней точке резистивного делителя, а коллектор - к базовой цепи регулирующего транзистора TI.

Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент на силовом и согласующем транзисторах, включенный последовательно в силовую шину, источник опорного напряжения, включенный между общей шиной и эмиттером транзистора усилителя обратной связи, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирукмций узел, датчик тока и транзистор защиты 2.

Недостатком известного устройства является нсшичие резистивного датчика в токовой цепи,-что ухудшает энергетические характеристики стабили0затора. Кроме того, функциональные возможности защиты стабилизатора ограничены только защитой от перегрузок по току и |с-з. на выходе, что является недостаточным в процес5се эксплуатации устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей защиты и улучшение энергетическиз характеристик стабилизатора.

0

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный стабилизатор постояннного напряженния введены термозависимый блок и узел защиты .от перенапряжений, состоящий из резистив5ного делителя, один вывод которого подключен к общей шине - а другой к точке соединения эмиттера согласующего транзистора с базой силового транзистора и из транзистора, базой

0 подключенного к средней точке резистивного делителя, эмиттером - к эмиттеру транзистора усилителя обратной связи и через резистор к выходу регулирующего элемента, а коллектором - к точке соединения базы транзистора защиты, коллектора согласующего транзистора и одного из выводов датчика тока, другой вывод которого подключен к силовой шине между коллектором силового транзистора и эмиттером транэдистора защиты, коллектор которого подключен к базе транзистора токостабилизирующего узла к одному из выводов термозависимого блока, другой вывод которого подключен к входному выводу и через резистор - к эмиттеру транзистора токостабилизирующего узла.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент, состоящий из силового 1 и согласующего 2 транзисторов и включенный в одну из силовых шив, источник 3 опорного напряжения,усилитель 4 обратной связи на транзисторе, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирующий узел содержащий транзистор 5 и источник 6 смещения, датчик 7 тока, транзисто

8защиты, узел защиты от перенапряжений, включающий транзистор 9 и резистивный делитель 10, термозависимый блок 11.

Один конец резистивного делителя 10 подсоединен к точке соединения эмиттера согласуклцего транзистора 2 с базой силового транзистора 1, а другой - к общей шине. Транзистор

9узла защиты подключен базой к средней точке резистивного делителя 10, эмиттером - к точке соединения эмиттера транзистора усилителя 4 обратно связи с источником 3 опорного напряжения, а коллектором - к точке соединения базы транзистора 8 защиты с коллектором согласукяцего транзистора 2. Между коллекторами регулирующего и согласующего транзисторов включен датчик 7 тока, коллектрр регулиругацего транзистора соединен с эмиттером транзистора 8 защиты Один из выходов термозависимого блока 11, который представляет собой, например п параллельно включенных нормально разомкнутых термоконтактов пpимeняeIvШIx для контроля температуры элементов устройства или градиентов температуры окружающей среды, соединен.с базой транзистора термостабилизирующего блока. Другой вывод термозависимого блока 11 подключен к коллектору регулирующего транзистора..

Стабилизатор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения и номинальной нагрузке регулирующий элемент, состоящий из транзис торов 1 и 2 работает в режиме упра) ляемого переменного сопротивления,

включенного последовательно с нагрузкой. В результате изменения напряжения питания происходит изменение выходного напряжения, которое перерабатывается усилителем 4 обратной связи в сиг:шл ошибки, воздействующий на входную цепь регулирующего элемента, регулируя его сквозное сопротивление. Таким образом, происходит падение напряжения на регулирующем элементе, чем и обеспечивается поддержание неизменного выходного напряжения на нагрузке. При номинальном токе нагрузки падение напряжения на датчик 7 тока является недостаточным для отпирания транзистора 8 и запирания транзистора 5, подающего зайирающий сигнал на вход регулирующего элемента. При номинальном напряжении на нагрузке установленное на резистивном делителе 10 напряжение базы транзистора 9 держит его в закрытом состоянии и, следовательно, не влияет на изменение напряжения на датчике 7 тока, управляющем транзисторами 5 и 8 и регулирующим элементе на транзисторах 1 и 2. При нормальных температурных режимах в контролируемых.точках термозависимый блок 11 не срабатывает и транзистор 5 открыт, а регулирующий элемент работает в линейном режиме.

При к.з. или перегрузке по току снижается выходное напряжение стабилизатора, что приводит к увеличению тока управляющую цепь регулирующего элемента и соответственно к увеличению падения на,пряжения на датчике 7 тока, в результате отпирается транзистор 8 и н базу транзистора 5 подается за;пирающий сигнал. При этом происходи ограничение тока через регулирующитранзистор 1. При наличии нормального токового режима и возрастании напряжения на выходе стабилизатора более допустимого на резистивном делителе 10 увеличивается падение напряжения, в результатечегй отпирается транзистор 9. 5то приводит к увеличению падения напряжения на датчике 7 тока, отпиранию транзистора 8 и запиранию транзистора 5. П этом запирается регулирующий элемент и ограничивается выходное напряжение стабилизатора. В случае превышения температуры в точках, контролируемых элементами термозависимого блока 11, указанные элементы срабатывают, в результате чего на базу транзистора 5 подается запирающий сигнал, транзистор 5 и, следовательно, регулирующий элемент запираются. При пропадании указанных ваше аварийных ситуаций работоспособность схемы автоматически восстанавливаСтабилизатор постоянного напряжения обладает улучшенными энергетическими характеристиками за счет включения датчика тока в коллекторную цепь согласующего транзистора регулирующего элемента, что в fi раз снижает ток на нем и не создает дополнительного Псщения напряжения в общей токрвой шине. Расширение функ циональных возможностей защиты обеспечивается наличием- органов защиты от токовых перегрузок, коротких замыканий, перенапряжений и критических температурных ситуаций. Стабилизатор может быть выполнен как в диск ретном, так и в гибридно-интегральном исполнении. Формула изобретения Транзисторный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регули рующий элемент на силовом и согласую щем транзисторах, включенный последовательно в силовую шину, источник опорного напряжения, включенный межд общей шиной и эмиттером транзистора усилителя обратной связи,, коллекторной нагрузкой которого является токостабилизирующий узел, датчик тока и транзи-стор защиты, отличающ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты и улучшения.энергетических характеристик, в него введены термозависимый блок и узел защиты от перенапрйжений, состоящий из резистивного делителя, один вывод которого подключен к общей шине, а другой к точке соединения эмиттера согласующего транзистора с базой силового транзистора и из транзистора, базой подключенного к средней точке резистивного делителя, эмиттером - к эмиттеру транзистора усилителя обратной связи и через резистор к выходу регулирующего элемента, а коллектором к точке соединения базы транзистора защиты, коллектора согласующего транзистора и одного из выводов датчика тока, другой вывод которого подключен к силовой шине коллектором силового -транзистора и эмиттером транзистора защиты, коллектор которого подключен к базе транзистора токостабилизирующего узла и к одному и з выврдо в термоз ави симо го бло ка, другой вывод которого подключен к входному выводу и через резистор к эмиттеру транзистора токостабилизирующего узла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 635476, кл. G 05 F 1/58, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 603969, кл. G 05 F 1/58, 1976.